Ученые выяснили, как можно обнаружить микробы на спутнике Сатурна Энцеладе

Фото из открытых источников

Энцелад — шестой по величине спутник Сатурна, диаметр которого примерно равен ширине штата Аризона. Считается, что под поверхностью планеты находится огромный океан, извергающий в космос струи воды. Энцелад, один из 145 известных спутников планеты, заинтриговал ученых, ищущих внеземную жизнь в нашей Солнечной системе. И, согласно новым исследованиям, они, возможно, ищут в нужном месте. Новые данные, представленные в нескольких научных работах, предполагают, что в океане Энцелада может существовать микроскопическая жизнь, и что выбросы воды, по сути, «организуют» содержащиеся в нем соединения и минералы. Это означает, что исследовать океан спутника может быть проще, чем считалось ранее. Результаты были опубликованы в журнале Science Advances.

«Это отличная новость в поисках жизни», — заявил соавтор исследования профессор Франк Постберг из Свободного университета Берлина. «Будущим космическим аппаратам придется анализировать множество отдельных частиц льда в шлейфе. Но если они обнаружат частицу с микробным материалом, они смогут относительно легко идентифицировать биосигнатуры в частице с помощью уже имеющихся технологий».

Энцелад — не единственное место в нашей Солнечной системе, где есть вода, так почему же он так интересен в поисках жизни? Все дело в дне его обширного жидкого океана.

Ученые полагают, что на большой глубине, на дне этого водоема, происходят гидротермальные процессы, то есть движение или реакции горячей воды под поверхностью. Выбросы, поднимающиеся из океана, также содержат следы солей и органических соединений. Космический аппарат НАСА « Кассини» обнаружил эти следы, пролетая сквозь выбросы более десяти лет назад. Благодаря гидротермальной активности, а также органическим веществам и минералам в воде, океан этого спутника обладает рядом свойств, которые могут быть связаны с поддержанием жизни.

Более того, в новом исследовании Постберга, используя комбинацию данных «Кассини», теоретических моделей и лабораторных экспериментов, команда обнаружила, что капли воды, вылетающие в космос со скоростью до 1000 километров в час, замерзают не так быстро, как ожидалось. Ранее ученые считали, что замерзание происходит мгновенно, как только капли достигают космоса, но Постберг и его коллеги утверждают, что на самом деле замерзание происходит гораздо медленнее.

Они также обнаружили, что в процессе замерзания соль, органические соединения (и, возможно, признаки жизни) в каплях воды отделяются друг от друга. Более того, по словам исследователей, когда частицы выбрасываются в космос, они часто сталкиваются с ледяными трещинами на поверхности планеты. В конечном итоге это оставляет после себя крошечные осколки замерзших капель с отдельно отделенными компонентами.

По сути, это как если бы планета организовала свои океанические компоненты в мельчайшие, замороженные фрагменты частиц.

«Энцелад фактически выполняет за нас большую часть работы по подготовке образцов для анализа, которая обычно требует больших усилий в химических лабораториях на Земле», — сказал Постберг. «Состав океанической среды разделяется друг от друга и одновременно концентрируется в отдельные частицы льда».

В перспективе исследователи теоретически могли бы использовать эти знания для более легкого сбора образцов с планеты. Благодаря разрабатываемым миссиям к Энцеладу, таким как L4 Европейского космического агентства, мы могли бы узнать больше о том, что находится в океанах Энцелада (и есть ли там жизнь), скорее раньше, чем позже.

Пока мы ждём, смогут ли будущие космические аппараты собрать осколки замороженных капель из океана Энцелада, исследователи в другом исследовании воспроизвели условия океана этого спутника в лабораторных условиях и проверили, насколько хорошо в нём может существовать жизнь.

Хотя мы не знаем всего об этом океане, и остается загадкой, есть ли в нем жизнь — или даже ингредиенты для ее поддержания, — из предыдущих наблюдений в рамках таких миссий, как «Кассини», мы кое-что знаем. Например, мы знаем, что океан довольно щелочной, содержит очень мало кислорода и отличается обилием карбонатов и гидротермальной активностью.

Вторая исследовательская группа включила все эти элементы, чтобы создать в лаборатории миниатюрный океан Энцелада. Чтобы проверить, сможет ли жизнь выжить в этом искусственном океане, команда добавила в смесь микроскопический вид: Methanothermococcus okinawensis. На Земле этот микроб часто встречается вблизи гидротермальных источников. Кроме того, этому виду не нужен кислород (он использует водород и углекислый газ). Это был очень разумный выбор вида для введения, учитывая, что на Энцеладе также наблюдается гидротермальная активность и очень мало кислорода.

Группа микробов на самом деле хорошо себя чувствовала в искусственном океане Энцелада, размножаясь и поглощая водород из окружающей среды. Более того, даже несмотря на небольшое количество углекислого газа в резервуаре, микробы выжили, относительно быстро адаптировавшись к условиям.

«Для нас это стало настоящей неожиданностью», — сказал соавтор исследования Нозаир Хаваджа из Свободного университета Берлина. «Мы не ожидали такого успешного результата от этого эксперимента».

Благодаря тому, что одно исследование показало возможность существования жизни в среде, подобной океану Энцелада, а другое продемонстрировало, насколько легко будущие космические аппараты смогут исследовать образцы с этой планеты, новые результаты вселяют в ученых надежду на продолжение поисков жизни на этом спутнике.

«На Энцеладе специфические геохимические условия могут позволить одной из древнейших известных метаболических систем на Земле функционировать даже в очень щелочной среде», — сказал Постберг. «Хотя это не означает, что на спутнике Сатурна есть жизнь, наше первое исследование показывает, что — если она там есть — будущие космические миссии могут иметь хорошие шансы обнаружить ее следы, если они проанализируют отдельные ледяные зерна из выброса Энцелада».